$a, b$ が実数のとき、3次方程式 $x^3 + ax^2 + 8x + b = 0$ が $x = 1 + i$ を解にもつように、$a, b$ の値を求めたい。

代数学3次方程式複素数解の公式
2025/5/22

1. 問題の内容

a,ba, b が実数のとき、3次方程式 x3+ax2+8x+b=0x^3 + ax^2 + 8x + b = 0x=1+ix = 1 + i を解にもつように、a,ba, b の値を求めたい。

2. 解き方の手順

まず、x=1+ix = 1 + i を方程式に代入します。
(1+i)3+a(1+i)2+8(1+i)+b=0(1+i)^3 + a(1+i)^2 + 8(1+i) + b = 0
次に、(1+i)2(1+i)^2(1+i)3(1+i)^3 を計算します。
(1+i)2=1+2i+i2=1+2i1=2i(1+i)^2 = 1 + 2i + i^2 = 1 + 2i - 1 = 2i
(1+i)3=(1+i)(1+i)2=(1+i)(2i)=2i+2i2=2i2=2+2i(1+i)^3 = (1+i)(1+i)^2 = (1+i)(2i) = 2i + 2i^2 = 2i - 2 = -2 + 2i
これらを代入します。
(2+2i)+a(2i)+8(1+i)+b=0(-2 + 2i) + a(2i) + 8(1+i) + b = 0
実部と虚部に分けます。
(2+8+b)+(2+2a+8)i=0(-2 + 8 + b) + (2 + 2a + 8)i = 0
(6+b)+(10+2a)i=0(6 + b) + (10 + 2a)i = 0
a,ba, b は実数なので、実部と虚部がそれぞれ0になる必要があります。
6+b=06 + b = 0
10+2a=010 + 2a = 0
これらの式から、aabb を求めます。
b=6b = -6
2a=102a = -10
a=5a = -5

3. 最終的な答え

a=5a = -5
b=6b = -6

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